Tipos de energía limpia y renovable

Tipos de energía limpia y renovable
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Energía solar


La luz solar es un recurso renovable, y su uso más directo se logra capturando la energía del sol. Se utilizan una variedad de tecnologías de energía solar para convertir la energía y la luz del sol en calor: iluminación, agua caliente, electricidad y (paradójicamente) sistemas de refrigeración para empresas y la industria.

Los sistemas fotovoltaicos (PV) utilizan células solares para convertir la luz solar en electricidad. Los sistemas solares de agua caliente se pueden utilizar para calentar edificios mediante la circulación de agua a través de colectores solares de placa plana. Los platos espejados que se enfocan para hervir agua en un generador de vapor convencional pueden producir electricidad al concentrar el calor del sol. Los edificios comerciales e industriales también pueden aprovechar la energía del sol para necesidades de mayor escala, como ventilación, calefacción y refrigeración. Finalmente, los diseños arquitectónicos bien pensados ​​pueden aprovechar el sol como fuente de luz para calentar y enfriar.

Los propietarios de viviendas, empresas y entidades gubernamentales pueden aprovechar los beneficios de la energía solar de muchas maneras: Instale un sistema solar doméstico o paneles solares comerciales; construir o modernizar un edificio para incorporar agua caliente solar, sistemas de refrigeración o ventilación; Diseñe desde cero estructuras que aprovechan los atributos naturales del sol para el calentamiento pasivo y la iluminación.

Capturando el viento


El viento puede considerarse una forma de energía solar porque el calentamiento desigual y el enfriamiento de la atmósfera causan vientos (así como la rotación de la tierra y otros factores topográficos). El flujo de viento puede ser capturado por turbinas eólicas y convertido en electricidad. En una escala más pequeña, los molinos de viento todavía se utilizan para bombear agua en las granjas.

Los sistemas de generación eólica de grado comercial están disponibles para satisfacer las necesidades de energía renovable de muchas organizaciones.

Las turbinas de un solo viento pueden generar electricidad para complementar un suministro eléctrico existente. Cuando el viento sopla, la energía generada por el sistema va a compensar la necesidad de electricidad suministrada por el servicio público.

Los parques eólicos a escala de servicios públicos generan electricidad que se puede comprar en el mercado mayorista de energía, ya sea por contrato o mediante un proceso de licitación competitiva.

Geotermia: poder de la tierra


La energía geotérmica se deriva del calor de la tierra. Este calor se puede obtener cerca de la superficie o de rocas calientes y reservorios de agua caliente a millas bajo nuestros pies.

Las plantas de energía geotérmica aprovechan estas fuentes de calor para generar electricidad. En una escala mucho más pequeña, un sistema de bomba de calor geotérmico puede aprovechar la temperatura constante del suelo que se encuentra a solo 10 pies debajo de la superficie para ayudar a suministrar calor a un edificio cercano en el invierno, o para ayudar a enfriarlo en el verano.

La energía geotérmica puede ser parte de una solución de energía de utilidad comercial a gran escala, o puede ser parte de una práctica sostenible a nivel local. El uso directo de la energía geotérmica puede incluir: calefacción de edificios de oficinas o plantas de fabricación; ayudando a cultivar plantas de invernadero; calentamiento de agua en piscifactorías; y ayudando con varios procesos industriales (por ejemplo, pasteurizando leche).

De las ruedas hidráulicas a la hidroelectricidad.


La energía hidroeléctrica no es un invento nuevo, aunque las ruedas hidráulicas utilizadas una vez para operar los molinos y los aserraderos de los primeros Estados Unidos ahora funcionan en gran medida como sitios históricos y museos.

Hoy en día, la energía cinética de los ríos que fluyen se captura de una manera muy diferente y se convierte en hidroelectricidad. Probablemente el tipo más familiar de energía hidroeléctrica es generado por un sistema donde se construyen represas para almacenar agua en un reservorio que, cuando se libera, fluye a través de las turbinas para producir electricidad.

Esto se conoce como «energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo», en la que el agua circula entre los depósitos inferiores y superiores para controlar la generación de electricidad entre los momentos de baja y máxima demanda.

Otro tipo, llamado “hidroelectricidad de pasada de río”, canaliza una porción del flujo del río a través de un canal y no requiere una represa. Las centrales hidroeléctricas pueden variar en tamaño desde proyectos masivos como la Presa Hoover hasta sistemas de energía micro hidroeléctrica.

El uso directo de la energía hidroeléctrica depende naturalmente de la ubicación geográfica. Asumiendo que una fuente de agua confiable es accesible y disponible, se pueden construir micro plantas hidroeléctricas para suministrar electricidad a las operaciones de la granja y el rancho o pequeños municipios.

Las ciudades pequeñas pueden aprovechar la energía de las vías fluviales locales mediante la construcción de sistemas de energía hidroeléctrica de tamaño moderado.

Obtenga más información sobre la energía hidroeléctrica en el sitio web de la Encuesta Geológica de EE. UU.

Poder del océano


El océano puede producir dos tipos de energía: la energía térmica del calor del sol y la energía mecánica del movimiento de las mareas y las olas.

La energía térmica oceánica se puede convertir en electricidad utilizando unos pocos sistemas diferentes que dependen de temperaturas cálidas del agua superficial. La «energía mecánica del océano» aprovecha los flujos y reflujos de las mareas provocados por la rotación de la tierra y la influencia gravitatoria de la luna. La energía de las olas impulsadas por el viento también se puede convertir y utilizar para ayudar a reducir los costos de electricidad.

También hay tecnologías menos desarrolladas que aprovechan las corrientes oceánicas, los vientos oceánicos y los gradientes de salinidad como fuentes de conversión de energía.

El agua fría del océano desde la profundidad de la superficie puede usarse para enfriar edificios (con el agua desalinizada a menudo producida como un subproducto), y las comunidades costeras pueden emplear los métodos para aprovechar la energía natural del océano descrita anteriormente para complementar la energía municipal y las necesidades energéticas.

La energía oceánica es una fuente evolutiva de producción de energía alternativa, y con más del 70 por ciento de la superficie de nuestro planeta cubierta por el océano, su futuro parece prometedor, según las geografías y las pautas reglamentarias.

Otras fuentes de energía alternativa


Estos dos tipos de energía renovable deben producirse por medios mecánicos, en lugar de aprovechar un proceso natural.

La bioenergía es un tipo de energía renovable derivada de la biomasa para generar calor y electricidad o para producir combustibles líquidos como el etanol y el biodiesel utilizado para el transporte.

La biomasa se refiere a cualquier materia orgánica proveniente de plantas o animales recientemente vivos. Aunque la bioenergía genera aproximadamente la misma cantidad de dióxido de carbono que los combustibles fósiles, las plantas de reemplazo que crecen como biomasa eliminan una cantidad igual de CO2 de la atmósfera, manteniendo el impacto ambiental relativamente neutral.

Existe una variedad de sistemas utilizados para generar este tipo de electricidad, desde la quema directa de biomasa hasta la captura y el uso de gas metano producido por la descomposición natural de material orgánico.

¿Cómo se usa la bioenergía? Las empresas u organizaciones que transportan bienes o personas pueden convertir sus flotas en vehículos que utilizan biocombustibles como el etanol o el biodiesel.

Las instalaciones de fabricación pueden equiparse para quemar biomasa directamente para producir vapor capturado por una turbina para generar electricidad.

En algunos casos, este proceso puede tener un doble propósito al alimentar la instalación y al calentarla. Por ejemplo, las fábricas de papel pueden utilizar residuos de madera para producir electricidad y vapor para calentar. Las operaciones agrícolas pueden convertir los desechos del ganado en electricidad utilizando pequeños sistemas modulares.

Los pueblos pueden aprovechar el gas metano creado por la digestión anaeróbica de desechos orgánicos en vertederos y usarlo como combustible para generar electricidad.

Hidrógeno: alta energía / baja contaminación


El hidrógeno es el elemento más simple (compuesto de un protón y un electrón) y más abundante en el universo, sin embargo, no se produce naturalmente como un gas en la tierra. En cambio, se encuentra en compuestos orgánicos (hidrocarburos como gasolina, gas natural, metanol y propano) y agua (H2O). El hidrógeno también puede ser producido bajo ciertas condiciones por algunas algas y bacterias que utilizan la luz solar como fuente de energía.

El hidrógeno es alto en energía pero produce poca o ninguna contaminación cuando se quema. El hidrógeno líquido se ha utilizado para lanzar lanzaderas espaciales y otros cohetes en órbita desde la década de 1950. Las células de combustible de hidrógeno convierten la energía química potencial del hidrógeno en electricidad, con agua pura y calor como los únicos subproductos.

Sin embargo, la comercialización de estas pilas de combustible como una fuente práctica de energía verde probablemente será limitada hasta que los costos bajen y la durabilidad mejore. Casi todo el hidrógeno utilizado en los Estados Unidos se usa en la industria para refinar petróleo, tratar metales, producir fertilizantes y procesar alimentos. Además, las células de combustible de hidrógeno se utilizan como fuente de energía donde los átomos de hidrógeno y oxígeno se combinan para generar electricidad.

También hay actualmente unos pocos cientos de vehículos impulsados ​​por hidrógeno que operan en los Estados Unidos, un número que podría aumentar a medida que el costo de la producción de celdas de combustible disminuya y aumente el número de estaciones de servicio. Otras aplicaciones prácticas para este tipo de energía renovable incluyen celdas de combustible grandes que proporcionan electricidad de emergencia para edificios y ubicaciones remotas, vehículos motorizados eléctricos con celdas de combustible de hidrógeno y embarcaciones marinas alimentadas con celdas de combustible de hidrógeno.

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